CAD中的部件關(guān)聯(lián)原理及其實(shí)現(xiàn).pdf

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本文重點(diǎn)從理論上研究了CAD中部件關(guān)聯(lián)原理、部件關(guān)聯(lián)的分類以及抽象
部件模型，從實(shí)踐上探討了CAD工具的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，并在此基礎(chǔ)上研制了
HSEM工具。HSEM具有對(duì)部件及部件關(guān)聯(lián)的基本描述和操作的功能。
論文不僅在總結(jié)和分析現(xiàn)有CAD產(chǎn)品的基本功能和開(kāi)發(fā)模式的基礎(chǔ)上，提
出了克服CAD工具的靈活性與專用性之間矛盾的關(guān)鍵是賦予CAD工具部件關(guān)聯(lián)
功能的觀點(diǎn)，而且在總結(jié)相關(guān)行業(yè)的零件自動(dòng)裝配方面的研究成果的基礎(chǔ)上，
提出了CAD中部件關(guān)聯(lián)的原理和方法。并通過(guò)研制IISl蹦系統(tǒng)探討了具體的實(shí)現(xiàn)
方法。
論文介紹了在課題中探討的有關(guān)部件關(guān)聯(lián)的幾個(gè)理論問(wèn)題，包括組合單元
間的參數(shù)繼承和依存關(guān)系、部件關(guān)聯(lián)的分類、關(guān)聯(lián)參數(shù)的確定，提出了抽象部
件模型。此外，還介紹了HSEI語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中所采
用的一些技術(shù)。
部件關(guān)聯(lián)是一個(gè)比較新的課題，本文只對(duì)其中的部分問(wèn)題作了探索，相信
這種探索是有意義的，希望對(duì)學(xué)術(shù)界有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞t計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，CAD工具，部件，部件關(guān)聯(lián)

人們對(duì)三維圖形技術(shù)的研究經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的歷程，當(dāng)前，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已
經(jīng)進(jìn)入了三維真實(shí)感圖形時(shí)代。通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形，人們可以更加直觀、形象地認(rèn)
識(shí)和了解客觀世界。三維圖形的許多應(yīng)用使得人們不僅可以極大地節(jié)省費(fèi)用，而
且高效率地進(jìn)行學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)。
計(jì)算機(jī)圖形處理是CAD技術(shù)的基礎(chǔ)，二者之間的關(guān)系密不可分，利用計(jì)算機(jī)
處理圖形是CAD中的核心技術(shù)。伴隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在人們生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
和越來(lái)越廣泛、深入的影響，人們研制了許多三維圖形的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工具，對(duì)CAD
軟件的研究也不斷地取得突破和進(jìn)展，主要包括關(guān)于CAD基本理論的研究(如對(duì)
CAD的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本算法、幾何元素、幾何對(duì)象、CAD數(shù)據(jù)庫(kù)管理的研究等)、
對(duì)CAD工具的研究以及對(duì)CAD產(chǎn)品的研究。
——z—
CAd)專用產(chǎn)品
CAD
工
具
產(chǎn)品CAD
部件概念的實(shí)例化
I部件概念部件變換(高級(jí)算法)
l
幾何對(duì)象I
_ _
I
I
I幾何元素基本算法
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
圖1．1 CAD工具與產(chǎn)品的層次關(guān)系
目前，國(guó)際上應(yīng)用得比較廣泛的CAD產(chǎn)品有美國(guó)Autodesk公司開(kāi)發(fā)的autocad
軟件包(最新版本為AutoCAD 2000)和3DS系統(tǒng)等等。我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的CAD
軟件也取得了不少成果，如浙江大學(xué)人工智能研究所完成的GS-ICCC系統(tǒng)，中國(guó)
科學(xué)院凱思軟件集團(tuán)的PICAD軟件，北航紅地公司的“金銀花”系統(tǒng)等。我們可
以將這些CAD產(chǎn)品劃分為CAD專用產(chǎn)品和CAD工具兩類，如圖1．1所示。
1．2 CAD工具
開(kāi)發(fā)CAD系統(tǒng)需要CAD工具，理想的CAD工具必須能夠滿足不同領(lǐng)域的需要。
但不同領(lǐng)域的設(shè)計(jì)活動(dòng)都離不開(kāi)本領(lǐng)域?qū)�業(yè)知識(shí)的指導(dǎo)，而CAD系統(tǒng)也離不開(kāi)專
業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用。因此CAD工具或者設(shè)計(jì)成滿足某一領(lǐng)域的全部需要；或
者設(shè)計(jì)成滿足大多數(shù)領(lǐng)域的普遍需要，并為滿足任一領(lǐng)域的特殊需要留下發(fā)展空
間，它們是大多數(shù)領(lǐng)域CAD專家用來(lái)研制和開(kāi)發(fā)本領(lǐng)域?qū)Ｓ肅AD系統(tǒng)的工具。
1．2．1 CAD工具的意義
“工欲善其事，必先利其器”，工具的作用是不言而喻的。而具體到CAD工
具的研究，則其主要意義在于：
1．CAD工具實(shí)現(xiàn)了最基本、最通用的算法，并將之包裝成命令或程序的接
口，為二次開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
2．CAD工具可以為二次開(kāi)發(fā)者建立專用部件庫(kù)，從而為專業(yè)CAD工具的研
制開(kāi)發(fā)提供了設(shè)計(jì)的框架。
1．2．2當(dāng)前CAD工具的主要功能
當(dāng)前的CAD工具已經(jīng)具備了以下完善的功能：
1．生成幾何元素的能力。如：點(diǎn)、線、面和基本幾何體(如球體、長(zhǎng)方體
和錐體等等)：
2．由一維幾何元素生成二維幾何元素的能力；
3．由一維、二維幾何元素生成三維幾何元素的能力；
2
4．對(duì)三維幾何元素作布爾運(yùn)算生成新的三維幾何體的能力，包括對(duì)多個(gè)實(shí)
體的交、并、差、補(bǔ)操作。
5．對(duì)各種幾何對(duì)象(包括幾何元素和幾何體)的編輯能力。如對(duì)實(shí)體進(jìn)行
的延伸、縮短、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、拷貝等等。
6．對(duì)各種幾何對(duì)象(包括幾何元素和幾何體)的文檔管理能力。如對(duì)實(shí)體
的文本注釋和尺寸標(biāo)注等。
I．2．3現(xiàn)有CAB工具存在的不足
盡管對(duì)CAD工具的研究已取得重大進(jìn)展，其功能日益加強(qiáng)，但現(xiàn)有CAD工
具仍不完善，主要問(wèn)題是部件層次(見(jiàn)圖1．1)的功能不足。包括：
1．缺乏對(duì)部件當(dāng)前狀態(tài)(包括位置和取向)的查詢和編輯功能，不能直接
對(duì)單個(gè)部件進(jìn)行定向和定位操作。
2．缺乏對(duì)不同部件之間相對(duì)位置關(guān)系的查詢和編輯功能。
3．缺乏對(duì)多個(gè)部件之間位置關(guān)系的描述功能。
1．3傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式
I．3．I設(shè)計(jì)CAB系統(tǒng)的任務(wù)
由于CAD工具中存在著的不足之處，因此不同領(lǐng)域的CAD專用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需
要重復(fù)地完成下述工作：
1．建立部件庫(kù)
部件(part)指的是由幾何元素構(gòu)成的在設(shè)計(jì)過(guò)程中相對(duì)不變的幾何對(duì)象，
其物理意義是指設(shè)備、零件、元器件之類的功能單元。所有部件的集合就是設(shè)計(jì)
中可使用的全部素材。
2．進(jìn)行部件的組合
部件的組合是設(shè)計(jì)工作的核心任務(wù)，涉及到許多專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。部件的
組合過(guò)程包括：
(1)部件的選擇


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2012-12-29 14:55 上傳

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